(57)【要約】【課題】露点管理、及び、冷却勾配の制御が可能であって、高信頼性を有する被焼成物を安価で製造することができる焼成炉を提供する。【解決手段】本発明に係る焼成炉は、炉室１と、可動仕切り装置２と、外部搬送口７とを有する。炉室１は、外部から室内への雰囲気ガスの導入が可能である。可動仕切り装置２は、その仕切り動作により、炉室１の同一室内１００を、置換空間１０１と、焼成空間１０２とに仕切る。外部搬送口７は、開閉可能な遮蔽部７０を有しており、炉室１の置換空間１０１となる部分において、炉室１を外部に向かって開口する。【選択図】図１
2007198626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉室と、可動仕切り装置と、外部搬送口とを有する焼成炉であって、
前記炉室は、外部から室内への雰囲気ガスの導入が可能であり、
前記可動仕切り装置は、その仕切り動作により、前記炉室の同一室内を、置換空間と、焼成空間とに仕切ることが可能であり、
前記外部搬送口は、開閉可能な遮蔽部を有しており、前記炉室の前記置換空間となる部分において、前記炉室内を外部に向かって開口する、
焼成炉。
【請求項２】
請求項１に記載された焼成炉であって、さらに前記可動仕切り装置は、伸縮可能な第１の仕切り部を有しており、
前記第１の仕切り部は、その伸縮動作により、前記炉室の室内に、密閉された前記置換空間を形成する、
焼成炉。
【請求項３】
請求項１または２に記載された焼成炉であって、さらに前記可動仕切り装置は、伸縮可能な第２の仕切り部を有しており、
前記第２の仕切り部は、その伸縮動作により、前記炉室の室内に、密閉された前記焼成空間を形成する、
焼成炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セラミック電子部品などを雰囲気焼成する場合、バッチ式焼成炉が広く用いられている。この種のバッチ式焼成炉は、例えば、特許文献１に開示されているように、炉床と、炉壁とが分離可能に組み合わされており、両者の組み合わせ状態において炉室が密閉されている。この炉室内に焼成前の焼成対象物（以下、未焼成物と称する）を搬入する場合、油圧シリンダや、チェーンブロック等の昇降装置により炉床を下降させ、炉室を一時的に開放する。そして、炉床上に未焼成物を載置した後、再び、昇降装置により炉床を上昇させることにより、炉床と、炉壁とが組み合わされるとともに、密閉された炉室内で未焼成物が雰囲気焼成される。一方、炉室から焼成後の焼成対象物（以下、被焼成物と称する）を搬出する場合、昇降装置により炉床を下降させ、炉室を一時的に開放し、被焼成物を搬出する。
【０００３】
上述したバッチ式焼成炉の問題点の１つは、炉室内の露点管理を行うことができない点にある。即ち、従来のバッチ式焼成炉では、未焼成物の搬入時、及び、被焼成物の搬出時に炉室が開放されることにより、炉壁が外気にさらされ、外気中の水分（湿気）が炉壁に吸湿される。この水分は、焼成工程において炉室内に放出されるから、例えば、水分の影響を受けやすい焼成対象物を雰囲気焼成する場合、炉壁から炉室内に放出された水分により、被焼成物の特性にばらつきや劣化が生じる。
【０００４】
加えて、従来のバッチ式焼成炉では、被焼成物は、焼成後に炉室内で自然冷却されるか、又は、炉室からの搬出後に外気中で自然冷却されるため、被焼成物に対する冷却勾配の制御、及び、冷却処理時間の短縮化が不可能であった。その結果、現状では焼成開始から冷却終了まで約３４時間を要し、冷却処理の長時間化による生産性の低下が問題となっている。
【０００５】
また、被焼成物に対する冷却勾配の制御は、道具材への負担を軽減する側面からも求められている。例えば、冷却処理中に不適切な急冷が生じると、セラミック製の匣やセッター等の道具材にサーマルクラックが発生し、道具材の寿命を短くしてしまう。これに対し、従来のバッチ式焼成炉は、自然冷却であるため冷却勾配の制御ができず、急冷による道具材の劣化を回避することができない。
【特許文献１】特開平６−１５９９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、露点管理の可能な焼成炉を提供することである。
【０００７】
本発明のもう一つの課題は、冷却勾配の制御の可能な焼成炉を提供することである。
【０００８】
本発明の更にもう一つの課題は、高信頼性を有する被焼成物を、効率的に製造することができる焼成炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係る焼成炉は、炉室と、可動仕切り装置と、外部搬送口とを有する。炉室は、外部から室内への雰囲気ガスの導入が可能である。可動仕切り装置は、その仕切り動作により、炉室の同一室内を、置換空間と、焼成空間とに仕切ることができる。外部搬送口は、開閉可能な遮蔽部を有しており、炉室の置換空間となる部分において、炉室を外部に向かって開口する。
【００１０】
上述したように、本発明に係る焼成炉は、外部から室内への雰囲気ガスの導入が可能な炉室を有するから、この炉室の室内空間において未焼成物を雰囲気焼成することができるとともに、外部から導入される雰囲気ガスの組成を適宜調節することにより、室内空間の露点管理をおこなうことができる。より詳細に説明すると、本発明に係る焼成炉では、可動仕切り装置の仕切り動作により、炉室の室内空間が、置換空間と、焼成空間とに仕切られる。この置換空間となる部分には、炉室を外部に向かって開口する外部搬送口が備えられており、外部搬送口は開閉可能な遮蔽部を有するから、遮蔽部を操作して外部搬送口を開放させることにより、外部搬送口を通じて未焼成物を炉室内に搬入することができる。また、遮蔽部を操作して外部搬送口を閉鎖させることにより、炉室を外気から遮断して密閉することができるとともに、焼成物の搬入時に炉室内に流れ込んだ外気を、炉室が密閉された状態で、雰囲気ガスによって置換することができる。
【００１１】
焼成空間に未焼成物を搬入する工程について、具体的に説明すると、まず、可動仕切り装置の仕切り動作（閉鎖動作）により、炉室の室内空間を、置換空間と、焼成空間とに仕切り、置換空間と、焼成空間とが通気的に遮断された状態で、外部搬送口を開放させる。未焼成物は、この外部搬送口を通じて置換空間に搬入される。未焼成物を置換空間に搬入させた後、外部搬送口が閉鎖され、未焼成物の搬入時に、外部搬送口を通じて置換空間に流れ込んだ外気が、雰囲気ガスによって置換される。この置換処理後に、可動仕切り装置の仕切り動作（開放動作）により、置換空間と、焼成空間とを連続させ、未焼成物を置換空間から焼成空間に搬入させる。未焼成物を焼成空間に搬入させた後、再び可動仕切り装置の仕切り動作により、炉室を、置換空間と、焼成空間とに仕切り、この密閉された焼成空間において未焼成物が雰囲気焼成される。この構成によると、焼成空間への未焼成物の搬入時において、炉室は外気と遮断されているから、焼成空間内に、外気が流入する不都合は回避される。
【００１２】
さらに言えば、置換空間と、焼成空間とを連続させることで、焼成空間には、未焼成物の搬入時に、置換空間内での置換処理に用いられる雰囲気ガスが流入するから、この雰囲気ガスを適宜選択することにより、焼成空間の露点管理を適正に行い、高信頼性を有する被焼成物を製造することができる。
【００１３】
一方、焼成空間から被焼成物を搬出する工程について、予め、外部搬送口を閉鎖し、炉室が密閉された状態で、可動仕切り装置の仕切り動作により、置換空間と、焼成空間とを連続させて、被焼成物を焼成空間から置換空間に搬出する。被焼成物を置換空間に搬入させた後、再び可動仕切り装置の仕切り動作により、炉室を、置換空間と、焼成空間とに仕切り、この密閉された置換空間において被焼成物を雰囲気ガス中で冷却する。この構成によると、焼成空間から被焼成物を搬出する工程において、置換空間は、外気と遮断されているから、焼成空間内に、外気が流入する不都合は回避される。
【００１４】
また、置換空間と、焼成空間とを連続させることにより、炉室内に、置換空間の雰囲気ガスを流入させ、置換空間での本冷却処理前に、置換空間と、焼成空間とが連続した状態で、被焼成物に対し予備的な冷却処理を行うことができる。従って、冷却勾配を段階的に制御することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係る焼成炉では、被焼成物を置換空間に搬入させて後、可動仕切り装置の仕切り動作により、置換空間と、焼成空間とを通気的に遮断させた状態で、再び置換空間の雰囲気ガスを調整することができるから、この密閉された置換空間内における被焼成物の冷却勾配を適切に制御することができる。
【００１６】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）高信頼性を有する被焼成物を安価で製造しえる焼成炉を提供することができる。
（２）露点管理が可能な焼成炉を提供することができる。
（３）冷却勾配の制御が可能な焼成炉を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る焼成炉の内部構造を模式的に示す側面断面図である。
図１に示された焼成炉は、セラミック電子部品などを雰囲気焼成するために用いられるものであって、炉室１と、可動仕切り装置２と、第１のガス供給管３と、第１の排気管４と、第２のガス供給管５と、第２の排気管６と、外部搬送口７と、搬送路８とを有する。
【００１９】
炉室１は、例えばＴ字状の室内空間１００を有している。即ち、室内空間１００は、焼成空間１０２となる部分と、置換空間１０１となる部分とを有し、この焼成空間１０２となる部分が、矢印Ｈで示す水平方向に伸びる置換空間１０１となる部分の中間部から、矢印Ｖで示す垂直方向に突出して配置されている。なお、焼成空間１０２となる部分と、置換空間１０１となる部分との相対的な位置関係は、気密性、断熱性、生産性、省スペース化などを考慮して決定することができ、必ずしも正確なＴ字形である必要はない。
【００２０】
可動仕切り装置２は、その仕切り動作により、室内空間１００を、置換空間１０１と、焼成空間１０２とに仕切る。より詳細に説明すると、図１に示した焼成炉の可動仕切り装置２は、室内空間１００において、伸縮可能な第１の仕切り部２１、伸縮可能な第２の仕切り部２２とを有している。
【００２１】
第１の仕切り部２１は、第１の駆動装置２１１と、第１の仕切り板２１２とを有する。第１の駆動装置２１１は、例えば油圧シリンダ等であって、水平方向Ｈに伸縮可能なアーム（ロッド）２１３を有する。第１の仕切り板２１２は、互いに直交する２つの仕切り面２１４、２１５を有するとともに、伸縮アーム２１３の先端に配置されており、この伸縮アーム２１３を水平方向Ｈに伸長動作させることにより、室内空間１００において置換空間１０１となる部分が、一方の仕切り面２１４で部分的に仕切られ、密閉された置換空間１０１が形成される。この時、他方の仕切り面２１５が、室内空間１００の焼成空間１０２となる部分を遮蔽することにより、置換空間１０１と、焼成空間１０２との間の気密性、及び、断熱性が向上する。一方、伸縮アーム２１３を水平方向Ｈに収縮動作させることにより、仕切り面２１４で密閉された置換空間１０１が開放される。この時、好ましくは、仕切り面２１５で密閉された焼成空間１０２も同時に開放される。
【００２２】
第２の仕切り部２２は、第２の駆動装置２２１と、第２の仕切り板２２２とを有する。第２の駆動装置２２１は、例えば油圧シリンダ等であって、垂直方向Ｖに伸縮動作する伸縮アーム２２３を有する。第２の仕切り板２２２は、仕切り面２２４を有するとともに、伸縮アーム２２３の先端に配置されており、伸縮アーム２２３を垂直方向Ｖに伸縮動作させることにより、室内空間１００において焼成空間１０２となる部分が、仕切り面２２４で部分的に仕切られ、密閉された焼成空間１０２が形成される。一方、伸縮アーム２２３を垂直方向Ｖに収縮動作させることにより、仕切り面２２４で密閉された焼成空間１０２が開放される。
【００２３】
図１に示す室内空間１００は、置換空間１０１と、焼成空間１０２とのいずれにおいても、外部からの雰囲気ガスの導入が可能である。置換空間１０１に雰囲気ガスを導入する構造について、具体的に置換空間１０１には、第１のガス供給管３が接続されている。第１のガス供給管３は、図示しないガス供給装置に接続されており、この第１のガス供給管３を通じて置換空間１０１に置換用雰囲気ガス（以下、置換ガスと称する）が供給される。用いられる置換ガスは、例えば窒素ガス、又は、窒素を主成分とするガスが好ましい。
【００２４】
さらに、置換空間１０１には、第１の排気管４が接続されている。第１の排気管４は、図示しないブロワ装置に接続されており、置換空間１０１の換気や、置換ガス濃度の制御に用いられる。さらに第１の排気管４は、好ましくは、第１のガス供給管３と通気的に接続される。即ち、図１に示した焼成炉では、第１の排気管４により排気した置換空間１０１の置換ガスを、再び第１のガス供給管３から室内空間１００に供給させる置換ガス循環システムを有することにより、製造コストを低減することができる。
【００２５】
一方、焼成空間１０２に雰囲気ガスを導入する構造について、具体的に焼成空間１０２には、第２のガス供給管５が接続されている。第２のガス供給管５は、図示しないガス供給装置に接続されており、この第２のガス供給管５を通じて焼成空間１０２に焼成用雰囲気ガス（以下、焼成ガスと称する）が供給される。用いられる焼成ガスは、置換ガスと同様に、窒素ガス、又は、窒素を主成分とするガスが好ましい。
【００２６】
さらに、焼成空間１０２には、第２の排気管６が接続されている。第２の排気管６は、図示しないブロワ装置に接続されており、焼成空間１０２の換気、及び、焼成ガス濃度の制御に用いられる。さらに第２の排気管６は、好ましくは、第２のガス供給管５と通気的に接続される。即ち、焼成炉は、第２の排気管６により排気した焼成空間１０２の焼成ガスを、再び第２のガス供給管５から室内空間１００に供給させる焼成ガス循環システムを有することにより、製造コストを低減することができる。
【００２７】
外部搬送口７は、開閉可能な遮蔽部７０を有しており、置換空間１０１となる部分において、室内空間１００を外部に向かって開口する。遮蔽部７０は、具体的には可動式気密シャッターであって、昇降装置７１と、遮蔽板７２とを有する。昇降装置７１は、例えば油圧シリンダ、又は、チェーンブロック等であって、外部搬送口７の上部側に備えられており、遮蔽板７２を垂直方向Ｖに昇降させることにより、外部搬送口７を開閉させる。
【００２８】
搬送路８は、搬送路面内に送りローラ８０を有し、外部搬送口７から室内空間１００に連なっている。送りローラ８０は、好ましくは、駆動装置（図示しない）により回転数、及び、回転方向が制御されており、遮蔽板７２の昇降動作に同期して、室内空間１００への未焼成物９ａの搬入、及び、室内空間１００からの被焼成物９ｂの搬出を行うことができる。
【００２９】
なお、第２の仕切り部２２は、好ましくはプッシャーとしての機能も有し、焼成空間１０２を開閉するとともに、搬送路８から送られてきた未焼成物９ａを焼成空間１０２に搬入し、又は、被焼成物９ｂを焼成空間１０２から搬出する。
【００３０】
また、第１の仕切り部２１と、第２の仕切り部２２とは、好ましくは協働して伸縮動作することにより、置換空間１０１と、焼成空間１０２との仕切り状態を同期して制御する。第１の仕切り部２１と、第２の仕切り部２２との具体的な協働機構として、例えば、第１の仕切り部２１にカムリンク及びカムフロアを備えさせることにより、両者の伸縮動作を同期させ、置換空間１０１と焼成空間１０２との間の未焼成物９ａ、及び、被焼成物９ｂの搬送を効率的に行うことができる。
【００３１】
図１を参照して説明した焼成炉の利点について、以下、図２乃至図９を参照して説明する。また、図２乃至図８は本発明の一実施形態に係る焼成炉を用いた焼成工程を模式的に示す側面断面図である。また、図９は、本発明の一実施形態に係る焼成炉を用いた焼成工程の温度プロファイルを示すグラフである。図２乃至図９において、図１に示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００３２】
図１に示した焼成炉を用いた焼成工程について、まず、図２を参照すると、炉室１の室内空間１００を、第１の仕切り部２１によって、置換空間１０１と、焼成空間１０２とに仕切り、焼成空間１０２を外気と遮断させた状態で、昇降装置７１により遮蔽板７２を垂直方向Ｖに上昇させ、外部搬送口７を開放させる。送りローラ８０は、好ましくは遮蔽板７２の上昇動作に同期して回転駆動しており、送りローラ８０上の未焼成物９ａが、置換空間１０１に適時搬入される。
【００３３】
次に、図３を参照すると、図２に示す工程により置換空間１０１に未焼成物９ａを搬入させた後、遮蔽板７２を垂直方向Ｖに下降させて、外部搬送口７を閉鎖し、置換空間１０１と外気とを遮断する。このようにして置換空間１０１と、外気とが遮断された状態で、未焼成物９ａの搬入時に、外部搬送口７を通じて置換空間１０１に流れ込んだ外気を、第１の排気管４から排出させるとともに、第１のガス供給管３から置換空間１０１に供給される置換ガスによって置換される。例えば、置換ガスとして窒素ガスを用いた場合、純窒素の露点は通常−５０℃以下であるから、置換空間１０１の露点が−４０℃程度に制御される。
【００３４】
次に、図４を参照すると、図３に示す工程により置換空間１０１を置換ガスで充満させた状態で、第１の仕切り部２１を移動させ、置換空間１０１と、焼成空間１０２とを連続させることにより、置換空間１０１から焼成空間１０２に未焼成物９ａを搬送させる。より詳細に説明すると、第１の駆動装置２１１の伸縮アーム２１３を収縮させて、第１の仕切り板２１２を水平方向Ｈに移動させ、仕切り面２１４、２１５により仕切られた置換空間１０１と、焼成空間１０２とを連続させる。この時、置換空間１０１の置換ガスが焼成空間１０２に流入する。さらに、置換空間１０１の未焼成物９ａは、送りローラ８０により、第２の仕切り板２２２上に搬送される。
【００３５】
次に、図５を参照すると、図４に示す工程により第２の仕切り板２２２に載置された未焼成物９ａに対し、第２の駆動装置２２１の伸縮アーム２２３を伸長させて、第２の仕切り板２２２を垂直方向Ｖに移動させることにより、第２の仕切り板２２２上の未焼成物９ａを焼成空間１０２となる部分に搬入する。さらに、第２の仕切り部２２は、垂直方向Ｖに移動終了時に、仕切り面２２４が焼成空間１０２となる部分を遮蔽することにより、密閉された焼成空間１０２が形成される。
【００３６】
未焼成物９ａが焼成空間１０２に搬入されて後、この密閉された焼成空間１０２において、さらに第２のガス供給管５から焼成ガスを焼成空間１０２に供給して雰囲気調整した後、未焼成物９ａを焼成する。ここで、図９を参照すると、焼成空間１０２の室内空間１００では、焼成開始後４時間程度までは１３００℃まで徐々に上昇した後、１３００℃の温度条件で９０分間ほどの高温雰囲気焼成を行う。
【００３７】
次に、図６を参照すると、第２の駆動装置２２１により第２の仕切り板２２２を垂直方向Ｖに下降させ、焼成空間１０２を開放させるとともに、図５に示す焼成処理により得られた被焼成物９ｂを、焼成空間１０２から搬出する。この時、外部搬送口７は遮蔽部７０を閉鎖させ、置換空間１０１への外気の流入を防止させておく。被焼成物９ｂには、置換空間１０１と、焼成空間１０２とが連続する状態の室内空間１００において、予備的、又は、段階的な冷却処理として、最高温度（１３００℃）から、点Ｐ１で示す１０００℃程度まで、６０分程度の冷却処理が施される。（図９参照）。
【００３８】
次に、図７を参照すると、焼成空間１０２から搬出され、予備的な冷却処理を受けた被焼成物９ｂは、さらに送りローラ８０により、搬送路８上を置換空間１０１となる部分に搬送される。室内空間１００は、被焼成物９ｂが置換空間１０１となる部分に搬入された後、再び第１の仕切り部２１によって、置換空間１０１と、焼成空間１０２とに仕切られる。被焼成物９ｂには、この密閉された置換空間１０１の置換ガス中において、点Ｐ１で示す１０００℃から１００℃まで、９０分程度の本冷却処理が施される（図９参照）。
【００３９】
次に、図８を参照すると、図７に示す工程により置換空間１０１で本冷却処理された被焼成物９ｂは、搬送路８を通じて置換空間１０１から室外に搬出される。即ち、昇降装置７１により遮蔽板７２を垂直方向Ｖに上昇させて、外部搬送口７を開放させるとともに、この遮蔽板７２の上昇動作に同期して回転する送りローラ８０により、被焼成物９ｂを置換空間１０１から室外に搬出させる。この置換空間１０１からの被焼成物９ｂの搬出工程において、焼成空間１０２は、第１の仕切り部２１により遮蔽されており、焼成空間１０２への外気の流入が防止されている。
【００４０】
図２乃至図９を参照して説明したように、図１に示した焼成炉は、炉室１の内部に、外部から室内空間１００への雰囲気ガスの導入が可能な室内空間１００を有するから、この室内空間１００において未焼成物９ａを雰囲気焼成することができるとともに、外部から導入される雰囲気ガスの組成を適宜調節することにより、室内空間１００の露点管理をおこなうことができる。より詳細に説明すると、図１に示した焼成炉では、可動仕切り装置２の仕切り動作により、室内空間１００が、置換空間１０１と、焼成空間１０２とに仕切られる。この置換空間１０１となる部分には、室内空間１００を外部に向かって開口する外部搬送口７が備えられており、外部搬送口７は開閉可能な遮蔽部７０を有するから、遮蔽部７０を操作して外部搬送口７を開放させることにより、外部搬送口７を通じて未焼成物９ａを室内空間１００に搬入することができる。また、遮蔽部７０を操作して外部搬送口７を閉鎖させることにより、置換空間１０１を外気から遮断して密閉することができるとともに、未焼成物９ａの搬入時に置換空間１０１に流れ込んだ外気を、置換ガスによって置換することができる。
【００４１】
また、図２乃至図９を参照して説明したように、焼成空間１０２への未焼成物９ａの搬入時において、置換空間１０１は外気と遮断されているから、焼成空間１０２内に、外気が流入する不都合を回避することができる。
【００４２】
さらに、置換空間１０１の置換処理後に、可動仕切り装置２の仕切り動作（開放動作）により、置換空間１０１と、焼成空間１０２とを連続させることで、焼成空間１０２への未焼成物９ａの搬入時に、置換空間１０１の置換ガスが焼成空間１０２に流入するから、置換空間１０１の置換ガスを適宜選択することにより、焼成空間１０２の露点管理を適正に行い、高信頼性を有する被焼成物９ｂを製造することができる。例えば、置換ガスとして窒素ガスを用いた場合、純窒素の露点は通常−５０℃以下であるから、室内空間１００、及び、置換空間１０１の露点が−４０℃程度に制御される。従って、焼成空間１０２の露点管理を確実に行うことができ、水分（湿気）の影響を受けやすい未焼成物９ａを雰囲気焼成する場合にも、特性のばらつきや劣化が生じない高信頼性の被焼成物９ｂを製造することができる。
【００４３】
一方、焼成空間１０２から被焼成物９ｂを搬出させる工程においても、置換空間１０１と、外気とを遮断させることができるから、焼成空間１０２に、外気が流入する不都合を回避することができる。
【００４４】
また、置換空間１０１と、焼成空間１０２とを連続させることにより、室内空間１００が、置換空間１０１の置換ガスで充満されるから、この室内空間１００において、置換空間１０１での本冷却処理前に、被焼成物９ｂに対し予備的な冷却処理を行うことができる。従って、冷却勾配を段階的に制御することができる。
【００４５】
さらに、被焼成物９ｂを置換空間１０１に搬入させて後、可動仕切り装置２の仕切り動作（閉鎖動作）により、置換空間１０１と、焼成空間１０２とを通気的に遮断させた状態で、再び置換空間１０１の置換ガスを調整することができるから、この密閉された置換空間１０１で本冷却処理をおこなうことができるとともに、その冷却勾配を適切に制御することができる。即ち、従来、バッチ炉など気密性を必要とする雰囲気焼成炉では、冷却勾配を制御することができず、焼成開始から冷却終了まで３４時間程度も必要となり、生産量に大きく影響していた。また冷却勾配を制御することができなかったため、セラミック製の匣や、セッター等の道具材に、急冷によりサーマルクラックが発生し、寿命を短くしていた。
【００４６】
これに対して、図１乃至図９に示した焼成炉によると、被焼成物９ｂを、雰囲気中で調整された置換空間１０１で冷却させることができるから、冷却時間の短縮（焼成開始から冷却終了まで８時間程度）による生産性の向上を実現するとともに、焼成空間１０２の扉を開きながら焼成空間１０２の温度を下げ、逆に置換空間１０１をあたため、被焼成物９ｂの温度が急激に低下することを防ぐ冷却勾配の制御が可能であり、特性劣化、及び、製品寿命の短縮を引き起こす急冷によるサーマルクラック等を回避することができる。
【００４７】
図１０は、本発明のもう一つの実施形態に係る焼成炉の内部構造を模式的に示す平面断面図である。また、図１１乃至図１７は、図１０に示した焼成炉を用いた焼成工程を模式的に示す平面断面図であって、具体的に図１１は置換空間１０１に未焼成物９ａを搬入する工程、図１２は置換空間１０１を置換ガスで置換する工程、図１３は焼成空間１０２に未焼成物９ａを搬入する工程、図１４は未焼成物９ａを焼成する工程、図１５は焼成空間１０２から被焼成物９ｂを搬出し、冷却する工程、図１６は置換空間１０１に被焼成物９ｂを搬入し、冷却する工程、図１７は置換空間１０１から被焼成物９ｂを搬出し、冷却する工程を示す。これらは、図２乃至図９を参照して説明した工程と同様である。図１０乃至図１７において、図１乃至図１１に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００４８】
図１０乃至図１７に図示された焼成炉は、図１乃至図９を参照して説明した焼成炉と同様の基本的構成を有することに加え、置換空間１０１と、焼成空間１０２との配置に工夫を加えた点に特徴がある。即ち、図１乃至図９の焼成炉では、室内空間１００の焼成空間１０２が、水平方向Ｈに伸びる置換空間１０１の中間部から、垂直方向Ｖに突出して配置されているのに対し、図１０乃至図１７の焼成炉では、室内空間１００の焼成空間１０２となる部分が、矢印Ｌで示す長さ方向に伸びる置換空間１０１となる部分の中間部から、矢印Ｗで示す幅方向に突出して配置されている。
【００４９】
図１０乃至図１７を参照して説明した焼成炉、及び、これを用いた焼成工程によると、図１乃至図９を参照して説明した利点を全て有する焼成炉を提供することができるとともに、焼成炉を小型化し、多様な設置スペースに適用可能な焼成炉を提供することができる。
【００５０】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る焼成炉の内部構造を模式的に示す側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る焼成炉を用いた焼成工程を模式的に示す側面断面図である。
【図３】図２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４】図３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図５】図４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６】図５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７】図６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図８】図７に示した工程の後の工程を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る焼成炉を用いた焼成工程の温度プロファイルを示すグラフである。
【図１０】本発明のもう一つの実施形態に係る焼成炉の内部構造を模式的に示す平面断面図である。
【図１１】本発明のもう一つの実施形態に係る焼成炉を用いた焼成工程を模式的に示す平面断面図である。
【図１２】図１１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１３】図１２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１４】図１３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１５】図１４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１６】図１５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１７】図１６に示した工程の後の工程を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１              炉室
１００          室内空間
１０１          置換空間
１０２          焼成空間
２              可動仕切り装置
２１            第１の仕切り部
２２            第２の仕切り部
７              外部搬送口
７０            遮蔽部
９ａ／９ｂ      未焼成物／被焼成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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